CW502L是一種符合歐洲標準(EN 12166-2016)的銅鋅合金,歸類于普通黃銅系列。其名稱中,“CW”代表銅及銅合金線材的歐標代號,“502L”為具體牌號標識。該合金以銅(Cu)和鋅(Zn)為主要成分,鋅含量約14%-16%,銅含量84%-86%,因此也被稱為“紅黃銅”或“CuZn15”。CW502L兼具的導電性、導熱性、機械加工性能及中等耐腐蝕性,廣泛應用于電氣、汽車零部件、機械制造等領域。作為經濟型銅合金,它以高性價比和易加工性在工業中占據重要地位,尤其適合替代純銅或高成本合金的場景。
CW502L的化學成分設計注重平衡性能與環保要求:
核心元素:
銅(Cu):84%-86%,作為基體元素,提供導電性、塑性和耐蝕性基礎。
鋅(Zn):余量(約14%-16%),增強強度并調節塑性。
微量添加元素:
鐵(Fe):≤0.05%,細化晶粒,提升抗拉強度。
鉛(Pb):≤0.05%,改善切削性能,但需控制含量以符合環保法規。
鎳(Ni):≤0.3%,提高耐高溫氧化能力。
鋁(Al):≤0.02%,抑制脫鋅腐蝕。
雜質控制:硫、磷等雜質總和≤0.1%,確保加工穩定性。
CW502L的性能隨加工狀態(如退火、冷軋)變化顯著:
物理特性:
密度:8.75-8.86 g/cm3(輕于純銅但鋁合金)。
導電率:21 MS/m(約37% IACS),適用于中低電流傳輸場景。
熱導率:159 W/(m·K),適合散熱器及熱交換部件。
線膨脹系數:18.5×10??/K(20-300℃)。
彈性模量:117 GPa,泊松比0.34,適合彈性元件設計。
疲勞強度:約為抗拉強度的1/3,可承受10?次循環載荷。
加工性能:
冷加工:易通過軋制、拉拔制成板、帶、線材,加工硬化后強度提升40%以上。
熱加工:適宜熱擠壓及鍛造(溫度≤700℃),避免鋅揮發。
成型性:支持深拉、彎折(小彎曲半徑低至板厚的0.8倍),適用于復雜零件如彈殼、連接器。
耐環境性:
耐腐蝕:抗大氣、淡水腐蝕,適用于水管、汽車散熱器;但需避免強酸、強堿環境。
耐磨性:高硬度狀態(如H08)適合軸承、齒輪等摩擦件。
功能兼容性:
導電/導熱性:37% IACS導電率和159 W/(m·K)熱導率,平衡了強度與能量傳輸需求。
焊接與鍍層:兼容釬焊、電阻焊,表面易拋光或鍍錫(如熱浸鍍錫帶材)。
環保與經濟性:
可回收,符合綠色制造趨勢;單價約65-98元/千克,顯著低于鈹銅等合金。
CW502L的性能取決于微觀結構:
相組成:以α相(富銅固溶體)為主,含少量β相(CuZn化合物)。α相主導塑性,β相提升硬度,兩相比例通過冷/熱加工調節。
晶粒結構:
冷加工后晶粒沿變形方向拉長,強度提高但塑性下降。
退火(400-600℃)形成等軸晶,恢復塑性,晶界清晰度影響疲勞壽命。
析出強化:微量鐵、鎳形成彌散金屬間化合物(如Fe?Zn??),提升抗蠕變能力。
電氣工業:
導電部件:電纜屏蔽層、繼電器觸點、插槽外殼(依賴導電性與釬焊性)。
散熱元件:CPU散熱片、電源模塊基板(利用導熱性與易沖壓特性)。